—— 儲能熱管理研究院,以研究儲能與動力電池CCS、儲能溫控、數(shù)據(jù)中心、5G、傳感器等等熱管理應(yīng)用為核心,本文針對儲能消防產(chǎn)業(yè)鏈主題進(jìn)行分析,鳴謝 自主研制NTC芯片的特普生儲能CCS集成溫度采集母排,對本文的大力支持!
隨著電化學(xué)儲能技術(shù)的快速發(fā)展和儲能電站的廣泛應(yīng)用,儲能安全成為一個重要的議題。近年來,國家相關(guān)機(jī)構(gòu)陸續(xù)發(fā)布了儲能消防安全政策和標(biāo)準(zhǔn),以確保儲能電站的安全運(yùn)行。
國家標(biāo)準(zhǔn)《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》的發(fā)布,該標(biāo)準(zhǔn)將于2023年7月1日起實(shí)施。進(jìn)一步規(guī)范了儲能電站的設(shè)備設(shè)施安全技術(shù)要求,以及運(yùn)行、維護(hù)、檢修和試驗(yàn)等方面的安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于多種類型的電化學(xué)儲能電站,包括鋰離子電池、鉛酸(炭)電池、液流電池和水電解制氫/燃料電池儲能電站。
特別是在儲能消防安全方面,由于電池內(nèi)部持續(xù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可能導(dǎo)致火災(zāi),并且存在復(fù)燃和爆炸的風(fēng)險,傳統(tǒng)的儲能消防方案可能無法解決根本的安全隱患。因此,儲能消防領(lǐng)域相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)的制定變得尤為重要。
儲能行業(yè)的高速增長伴隨著儲能電站事故的發(fā)生,儲能安全問題得到了更多關(guān)注。儲能消防作為電化學(xué)儲能電站安全的重要防線,正面臨巨大的需求和挑戰(zhàn)。通過制定相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)儲能消防技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,可以提高儲能電站的安全性,保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)的安全。
儲能消防市場規(guī)模
儲能消防領(lǐng)域目前確實(shí)處于起步階段,市場規(guī)模相對較小,并且與儲能行業(yè)的增速不完全匹配。然而,隨著電化學(xué)儲能安全的日益重視,儲能系統(tǒng)消防設(shè)備的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求正在提升,這將逐步增加其單位價值量。
根據(jù)中國儲能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(CNESA)的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2026年,中國儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到141GW。同時,預(yù)計(jì)到2025年,儲能消防每新增1GW的市場價值量將從2021年的1.2億元增加到2億元。
據(jù)預(yù)測,到2025年,中國儲能電站消防市場規(guī)模將達(dá)到46.75億元,全球主要市場規(guī)模將達(dá)到261億元。從2021年到2025年,預(yù)計(jì)年均復(fù)合增長率(CAGR)將達(dá)到114.9%。到2023年,儲能消防市場有望迎來高速增長。
預(yù)計(jì)到2025年,中國新增儲能裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將占全球新增裝機(jī)容量的30%,儲能消防企業(yè)將通過與國內(nèi)儲能系統(tǒng)集成廠商的合作充分受益。
這些數(shù)據(jù)表明,儲能消防市場潛力巨大,隨著儲能安全標(biāo)準(zhǔn)和要求的提高,市場規(guī)模和單位價值量都將逐步增加。儲能消防企業(yè)有望在與儲能系統(tǒng)集成廠商的合作中獲得更多的商機(jī)和發(fā)展空間。
儲能消防概覽
儲能系統(tǒng)與電動汽車電池火災(zāi)均由于電池濫用導(dǎo)致某一單體電池?zé)崾Э?,進(jìn)而引發(fā)大規(guī)?;馂?zāi)事故,但二者火災(zāi)蔓延特征不完全相同。電動汽車火災(zāi)中,某一熱失控電池單體溫度升高,引發(fā)相鄰電池單體或模組發(fā)生火災(zāi)。對比電動汽車動力電池,儲能系統(tǒng)火災(zāi)危害性更大。儲能系統(tǒng)通常由十幾個甚至幾十個模組構(gòu)成,某一單體電池?zé)崾Э赝ǔ?dǎo)致模組之間的火災(zāi)蔓延,發(fā)生熱失控概率更高。
解決儲能系統(tǒng)安全問題,需要從四個層次構(gòu)建防線。
由高效熱管理技術(shù)-安全預(yù)警技術(shù)-安全防護(hù)技術(shù)-消防安全技術(shù),建立“由防到消”的主動協(xié)同安全防控體系。首先,熱失控預(yù)警是儲能電站安全的前置防線。其次,電池本體的材料安全性是儲能電站安全的第二道防線。過程安全是第三道防線,用以監(jiān)控鋰電池運(yùn)行過程中的安全狀態(tài),發(fā)生異常時進(jìn)行預(yù)警。最后的第四道防線是消防安全,即發(fā)生火災(zāi)后阻隔其蔓延,滅火并防止復(fù)燃。
儲能消防產(chǎn)業(yè)鏈
儲能消防的成本約占儲能系統(tǒng)成本的3%左右,這包括儲能消防產(chǎn)品的采購、安裝和維護(hù)等方面的費(fèi)用。
儲能消防產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈上游涉及多個原材料,包括結(jié)構(gòu)件、電子元器件、機(jī)箱和滅火劑等。這些原材料供應(yīng)商為儲能消防產(chǎn)品的制造和組裝提供必要的部件和材料。下游應(yīng)用場景多元化,除了儲能電站這一主要領(lǐng)域外,還包括新能源汽車、電動自行車和家用儲能等領(lǐng)域。這些應(yīng)用場景都需要儲能系統(tǒng)的安全防護(hù)和消防措施,因此儲能消防產(chǎn)品在這些領(lǐng)域中也有一定的需求。
隨著儲能行業(yè)的快速發(fā)展和儲能電站的增加,儲能消防產(chǎn)品的市場也在逐步擴(kuò)大。為了確保儲能系統(tǒng)的安全運(yùn)行,投資于儲能消防是必要且重要的,儲能消防產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈將進(jìn)一步發(fā)展壯大。
儲能系統(tǒng)和電動汽車電池火災(zāi),這兩種火災(zāi)都是由于某個電池單體的熱失控導(dǎo)致,并可能引發(fā)大規(guī)模的火災(zāi)事故。然而,兩者的火災(zāi)蔓延特征存在差異。在電動汽車火災(zāi)中,當(dāng)某個電池單體發(fā)生熱失控并升溫時,會引發(fā)相鄰電池單體或模組的火災(zāi)?;饎萃ǔ囊粋€電池單體或模組蔓延到其他相鄰的單體或模組。
相比之下,儲能系統(tǒng)火災(zāi)的危害性更大。儲能系統(tǒng)通常由數(shù)十個甚至上百個模組組成,當(dāng)一個電池單體發(fā)生熱失控時,很可能導(dǎo)致整個模組之間的火災(zāi)蔓延。由于儲能系統(tǒng)規(guī)模較大,單個熱失控事件的發(fā)生概率也較高。
針對儲能系統(tǒng)的安全問題,建議從四個層次構(gòu)建防線,包括高效熱管理技術(shù)、安全預(yù)警技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)和消防安全技術(shù)。這些措施旨在建立一個主動協(xié)同的安全防控體系,實(shí)現(xiàn)從防范到應(yīng)對的全方位安全保護(hù)。
首先,熱失控預(yù)警是儲能電站安全的前置防線,通過監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)來及時發(fā)現(xiàn)電池的異常熱量積累和溫度升高等預(yù)兆。
其次,電池本體的材料安全性是儲能電站安全的重要方面,選擇和設(shè)計(jì)具有較高安全性能的電池材料和結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵。
過程安全是第三道防線,通過監(jiān)控鋰電池的運(yùn)行過程,實(shí)時檢測電池的溫度、電壓、電流等參數(shù),發(fā)現(xiàn)異常情況并及時采取措施進(jìn)行預(yù)警和應(yīng)對。
最后,消防安全是第四道防線,包括火災(zāi)的阻隔、滅火和防止復(fù)燃等措施,以防止火勢蔓延并將火災(zāi)控制在局部范圍內(nèi)。
通過在這四個層次上建立綜合的安全防控措施,可以提高儲能系統(tǒng)的安全性能,減少火災(zāi)事故的發(fā)生和蔓延。
資料來源:公開信息整理、華福證券、行行查
隨著未來風(fēng)光電高比例接入電網(wǎng),儲能系統(tǒng)的利用率將快速提升,這將進(jìn)一步增加對儲能消防的需求,相應(yīng)的消防成本占比也將逐年提高。
政策是推動消防市場規(guī)模不斷擴(kuò)大的核心驅(qū)動因素。近年來,中國政府對消防安全的重視程度不斷提高,消防政策和標(biāo)準(zhǔn)也越發(fā)嚴(yán)格。政府在儲能領(lǐng)域加強(qiáng)消防設(shè)計(jì)、源頭管理等方面的要求,要求儲能電站實(shí)現(xiàn)pack級別的預(yù)警和滅火能力,擴(kuò)大消防產(chǎn)品的使用范圍并規(guī)定其最長使用年限。《“十四五”國家消防工作規(guī)劃》提出了針對新型儲能設(shè)施的消防要求,并明確了2025年的目標(biāo)裝機(jī)規(guī)模和降本增效目標(biāo)。
這些政策的實(shí)施將促進(jìn)儲能消防企業(yè)的發(fā)展,使其能夠充分受益于行業(yè)的高增長紅利。同時,與國內(nèi)儲能系統(tǒng)集成廠商深化合作,儲能消防企業(yè)有望進(jìn)一步拓展海外儲能消防市場。
隨著政策支持和市場需求的增加,儲能消防行業(yè)將迎來更多的機(jī)遇和發(fā)展空間。企業(yè)在不斷提升技術(shù)水平、完善產(chǎn)品和服務(wù)的同時,密切關(guān)注政策動向,并積極參與合作與競爭,將有望在儲能消防市場中取得更好的業(yè)績。